一种电动汽车的手持式CAN总线分析仪的制作方法

本实用新型涉及汽车故障检测技术领域，特别是一种电动汽车的手持式CAN总线分析仪。

背景技术：

电动汽车内部构造和燃料汽车已经有很大的区别，虽然整车的CAN网络协议依然采用SAEJ1939标准，但是数据格式已有了很大的改变，不能使用传统的汽车检测仪。目前市场上的CAN检测仪是CAN转USB的形式将CAN网络的数据发送到电脑上，由配套的电脑软件进行显示和存储。这种CAN检测仪价格在几百-几千元不等，如果对整车CAN网络数据进行检测和观察时需要配套一台笔记本电脑才能使用，整体费用高。如果同时对多台车进行监控则需要的设备将会翻倍。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有CAN总线检测仪操作不方便、检测整体费用高的技术问题，设计了一种电动汽车的手持式CAN总线分析仪，可快速接收CAN总线发送的报文，及时分析并呈现在显示屏上，简洁直观。

本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是：

一种电动汽车的手持式CAN总线分析仪，包括壳体以及设置在壳体内的电路板，关键是：所述电路板结构中包括：与电动汽车的CAN总线连接的CAN信号采集模块、存储卡模块、与外设连接的USB数据读取模块、显示屏，以及用于接收和分析处理CAN信号采集模块发送的汽车CAN总线传送的数据、并将解析后数据发送至显示屏进行显同时发送至存储卡模块进行存储的主控器模块，以及为以上各个模块供电的电源管理模块及蓄电池组。

本实用新型自带显示和存储功能，可以对接收到的CAN报文进行实时分析并显示出来，能直观的看到当前汽车的状态及时发现问题，所有采集到数据都能够实时的以TXT文件的格式存储到SD卡中，存储的数据都是方便使用Excel进行数据分析的格式和类型。该检测仪有较强的适应性，可以适用于多款电动汽车。

进一步的，所述电路板结构中还包括与主控制器连接的串口通信模块或/和485总线模块。

进一步的，所述电路板结构中还包括与主控制器连接的按键、指示、报警单元。

进一步的，所述主控器模块中主控制器的芯片型号是：STM32F103VBT6。

本实用新型采用目前主流的STM32芯片作为主控制器，支持USB、CAN、RS232和RS485等多种通信接口，还有驱动TFT彩屏、读写SD卡等多种功能。主控制器通过CAN总线收发芯片将CAN总线上采集到的数据根据对应的数据格式进行解析，将SOC、电流、单体电压和车身等信息显示到液晶屏上，同时会将数据变换格式存储到SD上，并能够记录每条报文的时间信息方便数据分析。自带锂电池充电和保护功能，最大可以存储8GB的数据。

进一步的，所述CAN信号采集模块中包括CAN控制器和CAN总线收发器，所述CAN总线收发器的型号是SN65HVD230。由于主控制内部的CAN控制器只是协议控制器，不能提供物理层驱动，因此还需要外加CAN总线收发器。该设备采用的CAN总线收发器是SN65HVD230,该芯片是德州仪器公司生产的3.3V CAN收发器，其特点有：差分收发能力强；完全兼容ISO11898标准；低电流等待模式，典型电流为370μA；信号传输速率最高可达1Mb/s。该器件适用于较高通讯速率、良好抗干扰能力，广泛用于汽车、工业自动化、UPS控制等领域。

进一步的，所述存储卡模块采用microSD卡。最大可以支持32G卡，理论上最大可存储60亿条CAN报文。系统每分钟存储一个TXT格式的文件，读取数据时可以取出SD卡来读取，也可以通过USB数据线直接将数据导入电脑。

进一步的，所述显示屏是触摸式显示屏。

进一步的，所述蓄电池采用锂电池，电源管理模块的电路结构中包括：分别与锂电池的输入输出端连接的锂电池充放电管理模块和电源供电模块。可通过USB接口或者12V车载电源为其充电。该设备在电池充满电的状态下可持续工作10小时以上，在关闭显示屏的状态下可工作30小时以上。

进一步的，所述锂电池充放电管理模块中的充电芯片采用TP4056，具体电路结构中包括：滤波电容C12、C14，保险丝F1、F2，充电指示灯D1，充满指示灯D2，开机指示灯D4。

进一步的，所述电源供电模块中电源芯片采用分别转换为5v电压的电源芯片LM2596和3.3v电压的电源芯片HT7333，具体电路结构中包括：输入滤波电容C1、C15、C17，输出滤波电容C2、C3、C4、C16、C18，输出滤波电感L1，吸纳二极管D5，以及12V电压监测电路R12、R14、D6，和5V电压监测电路R13、R14、D7。整个供电单元拥有较完善的的过压、过流、防静电保护电路，为整个系统提供了可靠的电源供应。

本实用新型简单实用，成本较低，使用方便，操作简单，有多种供电方式和宽泛的供电电压，数据存储格式灵活，每次车辆测试后只需通过USB线和电脑连接即可将数据拷出，通过Excel进行数据分析；省工省时，只需一人就可轻松搞定；该检测仪有较强的针对性，单个成本在100元左右，可以适用于多款电动汽车；该款CAN通信检测仪大小仅为135*65*35mm，携带方便、操作简单；有多种供电方式和宽泛的供电电压；数据存储格式灵活，每次车辆测试后只需通过USB线和电脑连接即可将数据拷出，通过Excel进行数据分析。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的电路板结构框图。

图2是电源管理模块中锂电池充放电管理模块的电路原理图。

图3是电源管理模块中电源供电模块的电路原理图。

附图中，1.主控器模块；2.CAN信号采集模块；3.触摸显示屏；4.串口通信模块；5.485总线模块；6.micro SD卡；7. 锂电池充放电管理模块及电源供电模块；8.USB数据读取模块；9.按键、指示、报警单元。

具体实施方式

本实用新型的具体实施例如下：

附图1所示为本实用新型的电路板结构框图，主要由以下几个模块组成：1.主控器模块；2.CAN信号采集模块；3.触摸显示屏；4.串口通信模块；5.485总线模块；6.micro SD卡；7. 锂电池充放电管理模块及电源供电模块；8.USB数据读取模块；9.按键、指示、报警单元。其中模块7中的电源供电模块是为该仪器中各个模块供电的，但为了图中显示简洁，仅表示出了其与主控器模块1的连接。其中主控器模块1是整个设备的核心控制单元，完成了数据的收发、存储、分析、显示等功能控制。主控芯片采用意法半导体公司的STM32F103VBT6芯片。该芯片拥有高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设，拥有2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个I2C和SPI、3个USART、一个USB和一个CAN。

本实用新型中数据存储单元采用micro SD卡6作为存储介质，最大可以支持32G卡，理论上最大可存储60亿条CAN报文。系统每分钟存储一个TXT格式的文件，读取数据时可以取出SD卡来读取，也可以通过USB数据线直接将数据导入电脑。

本实用新型中CAN信号采集单元2，由于主控制内部的CAN控制器只是协议控制器，不能提供物理层驱动，因此还需要外加CAN总线收发器。该设备采用的CAN总线收发器是SN65HVD230,该芯片是德州仪器公司生产的3.3V CAN收发器，其特点有：差分收发能力强；完全兼容ISO11898标准；低电流等待模式，典型电流为370μA；信号传输速率最高可达1Mb/s。该器件适用于较高通讯速率、良好抗干扰能力，广泛用于汽车、工业自动化、UPS控制等领域。

本实用新型为了满足工作时间长且方便携带的要求，该设备使用了绿色环保、大容量的叠片型锂离子电池，并设计了板载电池管理单元，可通过USB接口或者12V车载电源为其充电。该设备在电池充满电的状态下可持续工作10小时以上，在关闭显示屏的状态下可工作30小时以上。

附图2，所述锂电池充放电管理模块中的充电芯片U2采用TP4056，具体电路结构中包括：滤波电容C12、C14，保险丝F1、F2，充电指示灯D1，充满指示灯D2，开机指示灯D4。

附图3，所述电源供电模块中电源芯片采用分别转换为5v电压的电源芯片U2型号为LM2596和3.3v电压的电源芯片U1型号为HT7333，具体电路结构中包括：输入滤波电容C1、C15、C17，输出滤波电容C2、C3、C4、C16、C18，输出滤波电感L1，吸纳二极管D5，以及12V电压监测电路R12、R14、D6，和5V电压监测电路R13、R14、D7。整个供电单元拥有较完善的的过压、过流、防静电保护电路，为整个系统提供了可靠的电源供应。